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Si含量对高锰硅化合物相组成及热电性能的影响研究

罗文辉 李涵 林泽冰 唐新峰

Si含量对高锰硅化合物相组成及热电性能的影响研究

罗文辉, 李涵, 林泽冰, 唐新峰
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  • 采用高频感应熔融、退火结合放电等离子烧结方法制备高锰硅(HMS)化合物MnSi1.70+x(x=0,0.05,0.1,0.15),系统研究了Si含量变化对材料相组成、微结构和热电性能的影响规律.结果表明,当x<0.1时,样品由HMS和贫Si的MnSi金属相两相组成,随着Si含量x的增加,MnSi相相对含量减小;当x=0.1时,所得样品为单相HMS化合物;当x>0.1时,样品由HMS和过量Si两相组成.随着x的增加,由于样品中高电导的金属相MnSi含量逐渐减少,样品的电导率逐渐下降,而Seebeck系数随之增加.室温下样品载流子浓度和有效质量随x增大逐渐减小,而迁移率逐渐增加.MnSi和Si杂相与HMS相比均为高热导相,因此当x=0.1时,由于样品为单相HMS,从而表现出最低热导率和最高ZT值.MnSi1.80样品在800 K时热导率最小值达到2.25 W ·m-1K-1,并在850 K处获得最大ZT值(0.45).
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB607503)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-31
  • 修回日期:  2010-06-25
  • 刊出日期:  2010-06-05

Si含量对高锰硅化合物相组成及热电性能的影响研究

  • 1. 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB607503)资助的课题.

摘要: 采用高频感应熔融、退火结合放电等离子烧结方法制备高锰硅(HMS)化合物MnSi1.70+x(x=0,0.05,0.1,0.15),系统研究了Si含量变化对材料相组成、微结构和热电性能的影响规律.结果表明,当x<0.1时,样品由HMS和贫Si的MnSi金属相两相组成,随着Si含量x的增加,MnSi相相对含量减小;当x=0.1时,所得样品为单相HMS化合物;当x>0.1时,样品由HMS和过量Si两相组成.随着x的增加,由于样品中高电导的金属相MnSi含量逐渐减少,样品的电导率逐渐下降,而Seebeck系数随之增加.室温下样品载流子浓度和有效质量随x增大逐渐减小,而迁移率逐渐增加.MnSi和Si杂相与HMS相比均为高热导相,因此当x=0.1时,由于样品为单相HMS,从而表现出最低热导率和最高ZT值.MnSi1.80样品在800 K时热导率最小值达到2.25 W ·m-1K-1,并在850 K处获得最大ZT值(0.45).

English Abstract

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